Najważniejsze momenty nauki w 2012 roku

Rok 2012 obfitował w odkrycia naukowe, które wkrótce mogą zmienić oblicze świata. Nie stworzono leku na raka, recepty na nieśmiertelność czy podróże międzygwiezdne. Kierunek, w którym zmierza nauka rodzi jednak nadzieję, że kiedyś cele te zostaną osiągnięte. Czym żyła nauka w ciągu minionych 12 miesięcy? Oto subiektywna lista najważniejszych odkryć 2012 roku.

"Myślę, że go mamy", powiedział 4 lipca 2012 r. dyrektor laboratorium CERN w Genewie, Rolf Heuer. Naukowcy uczestniczący w projektach badawczych ATLAS i CMS poinformowali, że znaleźli nową cząstkę elementarną, której właściwości wskazują, że może być poszukiwanym od dawna bozonem Higgsa.

Odkrycie jest o tyle istotne, że istnienie bozonu Higgsa, zwanego także "boską cząstką" próbowano dowieść od początku lat 60. ubiegłego stulecia. Bozon Higgsa to - według hipotez - niewidzialna cząstka będąca nośnikiem tzw. pola Higgsa, dzięki oddziaływaniu z którym występujące w przyrodzie kwarki i leptony uzyskują masę. Utrzymuje atomy, materię i w zasadzie cały wszechświat w całości. Znaczna część dzisiejszej fizyki teoretycznej jest zbudowana wokół założenia, że bozon Higgsa rzeczywiście istnieje.

Sonda Messenger wysłana 10 lat temu z misją badania Merkurego udowodniła, że na pierwszej planecie od Słońca występuje woda! Na potwierdzenie tego odkrycia czekano od 1991 r., kiedy to pojawiła się pierwsza tego typu sugestia.

Mimo bliskości Słońca, na Merkurym woda występuje w stanie stałym. Lód na planecie może istnieć, gdyż jej orbita praktycznie nie odchyla się od pionu, dzięki czemu na powierzchni występują miejsca, do których nigdy nie dociera światło słoneczne. Odkrycie zamarzniętej wody i warstw materii organicznej na Merkurym może być kolejnym krokiem w stronę znalezienia życia pozaziemskiego.

Niemieckim naukowcom udało się opracować szczepionkę przeciwko grypie, która raz zaaplikowana, zapewni ochronę przed chorobą na całe życie.

Powszechnie używane szczepionki ukierunkowują nasz układ immunologiczny na rozpoznawanie różnego rodzaju glikoprotein tworzących otoczkę białkową wirusa grypy: hemaglutyniny (HA) lub neuraminidazy (NA). Przy opracowywaniu nowatorskiej szczepionki, niemieccy badacze wzięli na cel nie białka budujące otoczkę wirusa (które są wyjątkowo zmienne), a jego stałą składową - informacyjne RNA (mRNA). Cząsteczka ta zawiera dane o kodowaniu białek HA i NA, dlatego niezależnie od tego jakie one będą, układ immunologiczny je rozpozna.

Po aplikacji szczepionki nasz układ odpornościowy tworzy białka, które są rozpoznawane jako ciała obce. Uruchamiany jest standardowy mechanizm obronny, który po wtargnięciu wirusa grypy do organizmu, skutecznie z nim walczy. Wcześniejsze badania nad tego typu szczepionkami nie udawały się, gdyż cząsteczki mRNA zbyt szybko rozkładały się we krwi. Pomogło dodanie białka zwanego protaminą, stabilizującego konstrukt i umożliwiającego jego dalsze przetwarzanie.

Naukowcy z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii w Szanghaju ustalili nowy rekord kwantowej teleportacji danych, wysyłając fotony na odległość niemal 100 kilometrów! Pobili oni tym samym swój własny rekord teleportacji kwantowych kubitów, który od 2010 roku wynosił 16 kilometrów.

Teleportacja była możliwa, dzięki kwantowemu splątaniu fotonów. Oznacza to, że same cząstki nie przebyły wspomnianego dystansu, a przesłana została jedynie informacja o nich. Ta z kolei umożliwiła odtworzenie w miejscu docelowym identycznych fotonów. Chińczycy w ciągu 4 godzin przetransportowali ponad 1100 fotonów, wykorzystując do tego celu laser o mocy 1,3 wata oraz sprzężone z nim układy optyczne. Wiele fotonów nie trafiło do odbiornika, bowiem wraz ze wzrostem odległości od źródła światła wiązka lasera robiła się szersza, co skutkowało utratą danych. Naukowcy wierzą, że proces kwantowej teleportacji można będzie wykorzystać do futurystycznych form komunikacji na duże odległości.

Badacze z University of California w San Diego (UCSD) opracowali nowe narzędzie diagnostyczne do detekcji schorzeń neurodegeneracyjnych, którego działanie opiera się na amyloidach - nierozpuszczalnych białkach fibrylarnych, które bardzo łatwo odróżnić od normalnych protein, ale ciężko między sobą.

Zanim lekarz rozpocznie właściwe leczenie, musi zidentyfikować specyficzny rodzaj amyloidu, a to przysparza sporych kłopotów. Naukowcy z UCSD opracowali fluorescencyjne markery, które zmieniają kolor w kontakcie z określonym amyloidem. Jako, że białka ta akumulują się w mózgu i oczach. Wystarczy odpowiednie znaczniki dodać do kropli do oczu, by lekarz dostrzegł objawy konkretnej choroby.

Naukowcy odkryli planetę 55 Cancri e, która w jednej trzeciej składa się z diamentu.

Planeta znajduje się w odległości 40 lat świetlnych od Ziemi. Jest dwa razy większa i aż osiem razy cięższa od naszego globu. Niestety, nie nadaje się do zamieszkania, ponieważ temperatura na jej powierzchni wynosi około 2,5 tys. stopni Celsjusza. Obserwacje i wyliczenia pokazały, że w składzie geologicznym dominują: diament, grafit, żelazo oraz krzemiany. Ten pierwszy może stanowić aż 30 proc. całej masy planety, co oznacza, że trzykrotnie przekracza masę całej Ziemi.

Lekarzom udało się wyleczyć białaczkę u 7-letniej dziewczynki przy użyciu zmodyfikowanego wirusa HIV.

Terapia polegała na pobraniu od młodej pacjentki limfocytów T (związanych z komórkową reakcją immunologiczną). Zmodyfikowano je w ten sposób, by atakowały limfocyty B - komórki, które w normalnych warunkach są związane z humoralną odpowiedzią odpornościową, ale u dziewczynki indukowały rozwój choroby. Najistotniejsze jest jednak wykorzystanie w terapii dezaktywowanego wirusa HIV, który przetransportował do limfocytów T gen odpowiadający za produkcję receptorów przeciwciał chimerycznych. Dzięki obecności tego rodzaju białek, limfocyty T mogły łączyć się z limfocytami B i tym samym prowadzić do ich niszczenia.

Po dwóch miesiącach terapii okazało się, że w organizmie młodej pacjentki po chorobie nie ma śladu. Minęło pół roku zanim wróciła ona do szkoły, a zmodyfikowane limfocyty T zniknęły z jej organizmu.

W 2012 roku w świecie nauki ważne odnotowania są także:

- Stworzenie sztucznego serca bez kurczących się komór, bez tętna 

- Odkrycie fermionów Majorany, przydatnych do budowy komputerów kwantowych

- Opracowanie lekarstwa na wirusa Ebola

- Stworzenie zastrzyku czasowo przywracającego wzrok

- Opracowanie elektronicznych szwów do szybszego gojenia ran

- Stworzenie sztucznej erytropoetyny, która może zostać wykorzystana w chemioterapii

- Budowa pierwszych rozpuszczalnych gadżetów elektronicznych, które mogą zrobić rewolucję w medycynie